Las civilizaciones avanzadas pueden comunicarse usando estrellas (y telescopios).

larga distancia

ET llamó a casa.un Speak and Spell, hoja de motosierra, paraguas.La realidad de la comunicación interestelar es un poco más complicada.El espacio es muy, muy grande.La potencia requerida para transmitir una señal a través del vacío es enorme.Sin embargo, recientemente, en lugar de utilizar transmisores de ultra alta potencia,Esteban KirbyYjason t wrightDemuestra la disponibilidad del impulso de ganancia de señal natural integrado del sistema solar (la lente gravitatoria de las estrellas del sistema solar).Al conectar una serie de estrellas como nodos, puede obtener señales de vastas áreas de la Vía Láctea.Y podría ser posible detectar si nuestro sol ya es parte de una red de comunicaciones galáctica extraterrestre.

Como una pelota pesada en un trampolín, un objeto gigante, como una estrella, dobla el espacio para crear un “pozo de gravedad”.Tanto la masa como la energía que pasan por un espacio curvo siguen esa curva.Por ejemplo, nuestra órbita alrededor del sol es la Tierra, siguiendo literalmente la curva del espacio creada por la masa de la estrella.A medida que la luz pasa por el espacio, su camino también viaja a lo largo de estas curvas, desviando la luz.Debido a que el efecto es similar a la desviación de la luz por una lente de vidrio, se denomina desviación de la luz por la gravedad.“Lente de gravedad”.Al igual que una lente, una estrella puede enfocarse en una fuente de luz distante, como una señal de radio, para aumentar significativamente la ganancia de la señal o enfocar una señal saliente para una mejor transmisión.Las lentes gravitatorias también son visibles en telescopios llamados “Anillos de Einstein” porque fueron el trabajo de Einstein sobre la teoría de la relatividad que demostró el espacio curvo de masa.

Debido a que la gravedad de nuestro Sol concentra la luz, se puede colocar una nave espacial receptora o transmisora a lo largo de un eje que cruza entre el Sol y la estrella objetivo distante donde se puede originar la señal, y la línea focal donde el Sol enfoca esa señal en la estrella objetivo. .Entonces, la estrella objetivo está directamente opuesta a la nave espacial, opuesta al sol que ve la nave espacial, pero está alrededor del sol porque la gravedad hace que el sol se doble.Imagínalo como un globo ocular. El sol es el cristalino del ojo, donde los rayos cósmicos están detrás de la retina (pero la luz no atraviesa el cristal del “lente” y gira alrededor de él).

Una vez que se recibe una señal, la nave espacial puede continuar transmitiendo la señal transmitiendo la información a la Tierra o enviando una señal a otro transmisor/receptor colocado alrededor del sol.La conexión a otro sistema estelar requiere otra nave espacial estacionada en una estrella objetivo distante.Todavía no hemos construido una red como esta, pero quizás otras civilizaciones la hayan construido.

lejos

Usando la teoría de la relatividad para medir la distancia focal mínima de nuestro Sol en el espacio, podemos determinar 550 UA, que es aproximadamente 13 veces la distancia a Plutón.Actualmente, nuestra sonda más lejana es la Voyager 1, lanzada en 1977, a una distancia de 154,7 UA (unas 21 horas y 30 minutos a la velocidad de la luz) tras 44 años de vuelo.Y 550AU representa solo la distancia focal mínima donde la luz del objetivo no se pierde del sol y se curva alrededor de la superficie del sol.El sol puede enfocar algunos objetivos más lejos en el espacio.Nuestra tecnología actual puede estacionar naves espaciales tan lejos, pero llevará mucho tiempo llegar allí.A medida que avanza nuestra tecnología de propulsión, esas misiones se vuelven más posibles.

¿Cuál es la ganancia de señal lograda con la lente gravitatoria del sol?Mucho.Los estudios han demostrado que la transmisión de recepción enfocada en el sol puede aumentar la ganancia en 120 dB (decibelios).Un rango de 10 decibelios representa un aumento de diez veces en la intensidad. Esto aumenta la ganancia de la señal en un factor de diez billones. Es como pasar de un susurro apenas audible a un concierto de rock en vivo.El aumento de la ganancia significa que no hay necesidad de desplegar transmisores súper potentes para neutralizar mensajes a través de vacíos o receptores muy sensibles de manera similar.Podemos utilizar la ganancia de señal natural más eficiente generada por la gravedad del sol.

“Las estrellas funcionan como lentes. En otras palabras, las estrellas brindan una forma natural y poderosa de amplificar señales a través de distancias interestelares.Puede compararlo con una cima de una colina y una estación base. Puede construir una red celular sin torre en la cima de una colina, pero si tiene una colina, ¿por qué no usarla?Entonces, si tiene un “internet galáctico”, se sorprendería si no aprovechara estas lentes”.

-Jason Wright

Propulsor de mantenimiento de estación

Mantener el enfoque es difícil.Una nave espacial que utiliza propulsores para transmitir o recibir señales en una posición focal ideal debe mantener su posición relativa al sol dentro de los 100 metros.Considere la precisión posicional de subkilómetros desde miles de millones de kilómetros de distancia.La alineación precisa requiere que la nave espacial se ajuste automáticamente a dos causas principales de desalineación.La primera es que la gravedad atrae hacia adentro desde el propio sol.En distancias focales extremas, la gravedad del Sol es relativamente débil en comparación con las posiciones en las que orbitan los planetas de nuestro sistema solar.Pero perder empuje obligaría a la nave espacial a caer en el sistema solar en una extraña órbita “similar a un cometa”, y finalmente chocaría contra el sol en unos pocos miles de años.

La segunda causa principal de desalineación es el movimiento inestable del sol.Las órbitas de los planetas estelares, especialmente los gigantes gaseosos como Júpiter, hacen que las estrellas tiemblen cuando los planetas ejercen gravedad.El bamboleo de nuestro Sol es la mayor interrupción en la alineación entre nuestra estrella objetivo distante, el Sol, y nuestra nave espacial de telecomunicaciones.La nave espacial puede estar equipada con un alcance óptico que utiliza las posiciones relativas de otras estrellas para transmitir información de posición a la computadora de guía de la nave espacial.Alternativamente, el telescopio podría apuntar hacia el sol y la estrella objetivo que recibe la señal se fijaría en el anillo de Einstein del sol.Como la imagen del Anillo de Einstein de LRG 3-757 arriba muestra cómo una galaxia de fondo distante brilla alrededor de una galaxia de primer plano más cercana,

¿Qué estrella sería un nodo ideal en una red virtual?Los autores recomiendan buscar estrellas esféricas que requieran menos enfoque, para que la nave espacial consuma menos combustible.Menos estrellas esféricas distorsionarán la señal.Incluso nuestro sol no es perfectamente esférico.Una estrella con una rotación más rápida se hincha hacia el ecuador y es menos ideal.Una estrella más pesada con mayor fuerza gravitacional ejerce más atracción sobre la nave espacial.Estrellas con más planetas o gigantes gaseosos en órbitas más cercanas:júpiter caliente– Hay un balanceo más pronunciado que requiere más empuje para mantener la posición.Las estrellas que son compañeras de sistemas binarios o triples exhiben oscilaciones mucho más pronunciadas.

Las naves espaciales de comunicación con sistemas de propulsión más eficientes pueden mantener la posición y el enfoque durante períodos de tiempo más prolongados.Tomando el sol como ejemplo de nuestro sistema solar, las naves espaciales que utilizan nuestra propulsión de cohetes químicos pueden mantener su posición focal durante cientos de años.Dado el tiempo de tránsito de la luz entre las estrellas de nuestra galaxia de decenas, cientos o incluso miles de años, no se trata de una cantidad significativa de tiempo.Los propulsores de iones, que también utilizan algunos de los satélites y sondas actuales, pueden mantener el enfoque durante casi mil años.Pero, ¿y si eres una civilización alienígena con una tecnología de propulsión más avanzada?

¿Estamos en un bucle?

ya estamos experimentandoCohetes basados en fusiónPodría estabilizar la nave espacial durante decenas de miles de años.Más allá de nuestra tecnología actual, pero hipotéticamente posible, existe un sistema de propulsión de antimateria que podría estabilizar una nave espacial durante millones de años.Los impulsores exóticos, como la antimateria, se pueden detectar más fácilmente que otras formas de impulso si nuestro sistema solar ya tiene naves espaciales de comunicación desplegadas por otras civilizaciones.

¿Qué significa “ya”?Los autores señalan que es posible que Sun sea actualmente miembro de la red de telecomunicaciones. Uno de los muchos nodos es el nodo que alberga la tecnología de comunicación alienígena.¿Cómo no lo sabemos ya?Bueno, si una nave espacial extraterrestre usara la lente gravitacional de nuestro sol, sería difícil de detectar porque está a cientos de UA de distancia. Esta es un área futura de interés para la investigación de artefactos SETI (la búsqueda de inteligencia extraterrestre para artefactos extraterrestres).Los sistemas de propulsión exóticos pueden intentarlo.Además, la señal enfocada por la lente gravitacional tiene la forma de un cono estrecho a través del cual la Tierra no puede pasar.Si la tierra no pasa este cono de señal

“Si ETI puede superar los desafíos de ingeniería que investigamos, las lentes gravitacionales podrían usarse para enviar transmisiones a través de galaxias en una vasta red de nodos de comunicación.Pudieron superar el enorme espacio y comunicarse de manera más confiable.Se deben hacer observaciones para ver si el sol u otras estrellas se usan para este propósito, pero también proporcionan un modelo de cómo la humanidad se comunicará a través de la galaxia en un futuro lejano”.

-Stephen Kerby, autor principal

Asumiendo que las lentes gravitacionales se están utilizando para la comunicación interestelar, y que algunos sistemas estelares pueden crear mejores puntos de recepción/transmisión que otros, podemos limitar nuestra búsqueda inalámbrica SETI (búsqueda ETI mediante transmisión de radio) a estos sistemas ideales.Un examen más completo de los sistemas estelares vecinos revelará si son mejores candidatos para la red, es decir, estrellas esféricas menos inestables.Luego podemos buscar señales de entrada/salida de regiones opuestas a la ubicación de nuestro sistema solar donde el sol enfoca la luz hacia posibles rayos cósmicos de transmisión/recepción.

Los autores también proponen otras dos alternativas de mantenimiento de la estación.En primer lugar, puede colocar depósitos de combustible cerca del punto focal ideal utilizado por las naves espaciales de telecomunicaciones para repostar.En segundo lugar, toda la constelación de una nave espacial de telecomunicaciones podría colocarse en la órbita del Sol.Cada uno mantiene su posición por un corto tiempo, luego se mueve fuera de lugar, gira alrededor del Sol y luego regresa a su lugar.La nave espacial repite esta órbita en secuencia con las otras sondas, de modo que cada nave espacial reduce el costo total del combustible requerido mientras que al menos una nave espacial siempre mantiene el enfoque.Si una civilización alienígena usa múltiples naves en el sistema, es más probable que detecten naves individuales.

súper alcance

Después de años de retraso, el muy esperado Telescopio Espacial James WebbPróximamente(Provisional 18 de diciembre^Unoeste año).james webbrecientemente completadoViajó por mar hasta el punto de lanzamiento de la Guayana Francesa.Este visor de próxima generación le proporcionará una vista sin precedentes del universo.Sin embargo, así como el efecto de lente del sol aumenta la ganancia de la señal, este efecto también magnifica los sistemas estelares distantes y otros objetos espaciales, creando supertelescopios gigantes.El rango gravitacional será mucho más poderoso que cualquier cosa que podamos construir.Ver explanetaCon una claridad similar a cómo vemos los planetas¡nuestro sistema solar!

Mientras tanto, estamos esperando ansiosamente esas primeras imágenes JWST.Y si alguna vez lanza un visor/transmisor de lente gravitacional, ¡probablemente encontrará otro visor/transmisor ya proporcionado por otra persona!Quizá sorprenda pensar que ya puede haber autopistas de tráfico de telecomunicaciones atravesando nuestro sistema.Quién sabe qué conversaciones nos estamos perdiendo: exploración de planetas antiguos, nueva alta tecnología, pedidos interestelares para llevar y más.¡Quizás lo descubramos!

“La búsqueda de inteligencia extraterrestre es tan multidisciplinaria que científicos de todas las disciplinas pueden contribuir.Es una visión de una búsqueda diversa y de mente abierta que debería ser el objetivo de la comunidad científica, y aprender de astrónomos de diversos antecedentes académicos y personales es muy gratificante para mí.SETI también captura la imaginación del público y ayuda a todos a reflexionar sobre nuestro lugar en el universo”.

-Stephen Kerby, autor principal

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Imagen funcional: Figura 1 de Kerby y Wright 2021 “Diagrama esquemático de un sistema de transmisión de relé estelar axial, ángulos de apertura, distancias y dimensiones no a escala.El haz de transmisión inicial no enfocado también puede tener un patrón anular para evitar la pérdida de flujo hacia el disco solar.Se puede usar una disposición inversa para enfocar un haz de luz en una nave espacial para recibir una señal de una estrella distante”.Semilla.Kirby y Wright 2021